Halo Sobat Zenius! Pernah gak elo mendengar istilah mutasi genetik? Secara bahasa, mutasi genetik adalah perubahan mendadak pada kromosom atau gen.

Pada artikel kali ini gue akan membahas secara lengkap mengenai pengertian, penyebab mutasi genetik dan dampaknya bagi individu yang mengalami dan lingkungan sekitarnya.

Kalo elo adalah salah satu penggemar Marvel, pasti elo udah gak asing dengan kisah ledakan bom gamma di fasilitas nuklir milik Departemen Pertahanan AS. Seorang fisikawan nuklir yang ada di lokasi, terpapar radiasi dari bom ciptaannya sendiri.

Ledakan energi tertinggi di semesta itu mengubah sang fisikawan menjadi sosok monster humanoid berkulit hijau.

Yap, Dr. Bruce Banner adalah nama sang ahli fisika. Paparan sinar radioaktif sebagai sumber kekuatan Hulk ini seperti efek gigitan laba-laba ke Peter Parker.

Kedua kisah fiksi ini berangkat dari fenomena nyata yaitu mutasi genetik. Kalau ada yang masih ingat materi Biologi Kelas 12, ada bahasan soal Mutasi Genetik.

Nah, mutasi genetik adalah salah satu dampak dari paparan sinar radioaktif. Hasil pelepasan energi dari elemen radioaktif biasa dikenal sebagai radiasi nuklir.

Ilustrasi mutasi genetik dalam film saat Bruce Banner terkena radiasi sinar gamma yang mengubahnya menjadi Hulk. (dok. Top Movie Clips on YouTube)

Tapi meskipun berasal dari fenomena nyata, apakah benar apa yang elo lihat di film berlaku juga di dunia nyata?

Jawabannya enggak. Karena alih-alih ngasih kekuatan super, radiasi nuklir justru bisa membahayakan nyawa apalagi dalam dosis tinggi.

Dalam tulisan sebelumnya, sedikit disinggung soal radiasi nuklir penyebab mutasi genetik. Cek aja di tautan berikut: Sel Kanker, si Penipu Ulung yang Mengecoh Sistem Imun.

Sebagai lanjutan, artikel ini akan membahas lebih dalam lagi soal mutasi genetik yang menjadi penyebab utama sel normal berubah menjadi kanker.

Selain itu, benarkah mutasi genetik adalah hal yang selalu berbahaya?

Yuk, ulik infonya lebih detail lagi. Masih bersumber dari obrolan Zenius beberapa waktu lalu dengan Ahmad Utomo, Ph.D, Ahli Biologi Molekuler yang terlibat dalam riset post-doctoral di Harvard Medical School pada tahun 2003 – 2007. Yuk, langsung aja!

Daftar Isi

Bagaimana mutasi genetik terjadi?

Sebelum gue bahas apa penyebab mutasi gen, gue putar akan mengingatkan elo sedikit mengenai materi yang ada di Bab Materi Genetik, kalo-kalo elo ada yang kelupaan.

Mutasi dalam bahasa latin mutatus artinya adalah perubahan. Seperti yang sempet gue mention di awal artikel mutasi genetik adalah peristiwa perubahan materi genetik secara tiba-tiba pada DNA/RNA atau kromosom.

Sementara, mutasi dapat terjadi karena adanya faktor yang mempengaruhi yaitu mutagen. Dan organisme yang mengalami mutasi disebut mutan (inget aja film X-men)

Dan bahan atau materi genetik dalam tubuh manusia (yang bisa bermutasi) dapat dibedakan menjadi dua macam, pertama DNA (Deoxyribonucleic acid) sebagai pembawa materi genetik utama pada semua organisme seluler, termasuk hewan, tumbuhan dan bakteri. Kedua yaitu RNA (Ribonucleic acid) yang memiliki struktur mirip dengan DNA.

Faktor pembeda	DNA	RNA
Struktur	Untai ganda (double helix)	Untai tunggal (helix)
Nukleotida	Adenin (A), Guanin (G), Sitosin (C) dan timin (T)	Adenin (A), Guanin (G), Sitosin (C) dan urasil (U)
Pasangan basa nitrogen	A-T dan G-C	A-U dan G-C
Kestabilan	Lebih stabil	Kurang stabil
Perbanyakan	Dapat mereplikasi diri sendiri	Disintesis dari DNA

Di kehidupan nyata, ada beberapa penyakit yang disebabkan oleh mutasi materi genetik. Artinya, ada perubahan dalam susunan genetik di dalam sel.

Dampaknya apa? Sel normal bisa berubah sifat menjadi menyerang organ di sekitarnya. Misal, pada penyakit kanker.

Perubahan susunan genetik dapat diakibatkan oleh dua faktor berikut ini:

Faktor Eksternal
Bersumber dari lingkungan sekitar kita, seperti radiasi nuklir, asap rokok, paparan bahan-bahan kimia berbahaya, sinar UV, dll. Asap rokok, misalnya, penyebab dominan untuk penyakit kanker paru-paru.
Faktor Internal
Mencakup pewarisan sifat dari genetik induk serta adanya radikal bebas. Sumber mutasi genetik yang berasal dari dalam tubuh ini jadi alasan penyakit kanker berisiko menyerang siapapun. Karenanya kanker disebut sebagai penyakit genetik.

Karena mutasi genetik berhubungan dengan keturunan atau gen, mungkin elo bertanya-tanya. Apakah benar penyakit mutasi genetik seperti kanker bisa menular dari orang tua ke anaknya?

Jawabannya, bisa iya, bisa tidak.

Seperti yang gue jabarin di atas mengenai perubahan susunan genetik dapat diakibatkan oleh dua faktor, yaitu internal dan eksternal.

Pada faktor internal, konsep penyakit genetik keturunan misalnya pada kanker bukanlah diturunkan secara pasti tapi bisa meningkatkan risiko.

Apa yang diwarisi? Tentu mutasi genetiknya. Risiko mutasi genetik jadi naik 60 – 80 persen pada anak dengan orang tua pengidap kanker.

Sedangkan pada faktor eksternal, munculnya penyakit genetik disebabkan oleh gaya hidup atau life style yang sembarangan. Misalnya sering mengonsumsi alkohol, junk food, merokok, tidak pernah berolahraga dan kebiasaan buruk lainnya yang bisa menyebabkan tubuh memproduksi radikal bebas.

Jadi meskipun secara garis keturunan, elo gak punya orang tua, nenek-kakek atau bahkan buyut yang punya riwayat penyakit genetik. Mutasi genetik adalah hal yang bisa terjadi jika elo tidak menjaga kesehatan.

Contoh di dunia nyata adalah keputusan artis Hollywood terkenal, Angelina Jolie untuk menjalani operasi pengangkatan payudara dan ovarium.

Keputusannya itu diambil berdasarkan pengalaman sang ibu yang mengidap kanker ovarium. Sebelumnya, ia didiagnosa memiliki mutasi genetik BRCA1. Gen BRCA1 punya fungsi spesifik, yaitu memperbaiki kerusakan DNA.

Karena gen yang harusnya memperbaiki mutasi justru bermutasi, akhirnya Jolie mutusin buat dioperasi supaya menurunkan risiko sel-sel di dalam tubuhnya berkembang menjadi kanker.

Selain pewarisan mutasi genetik, ada juga faktor radikal bebas. Alasan kedua kenapa kanker bisa menyerang siapapun tanpa terkecuali. Metabolisme normal yang terjadi sehari-hari di dalam tubuh adalah salah satu penghasil radikal bebas, seperti bernapas dan sistem kerja beberapa enzim.

Dengan kata lain, saat sedang membaca tulisan ini pun, radikal bebas di dalam tubuh kita sedang “membangun” calon-calon sel kanker. Tapi sebagaimana bahasan di tulisan sebelumnya, sistem imun kita itu udah canggih banget.

Begitu ada mutasi, sistem imun yang rutin patroli di dalam tubuh kita bakal mengenali perubahan-perubahan sel. Dia bisa bedain, “Ini udah gak normal nih.” Ada sel T di sel darah putih yang bertugas sebagai petugas anti-tumor, kayak pasukan anti-teror Kopassus yang tugasnya cuma satu: proteksi total dari serangan musuh.

Tapi karena serangan-serangan datang dari berbagai penjuru, antibodi bawaan tubuh adakalanya kepleset dan gak berfungsi maksimal. Benteng pertahanan bisa runtuh dan mutasi genetik menjadi gak terhindarkan.

Sekarang, masuk ke pembahasan penyebab mutasi genetik lebih lanjut ya. Kok bisa mutasi genetik menyebabkan kanker?

Bagaimana mutasi genetik menyebabkan kanker?

Berangkat dari kasus yang dialami Angelina Jolie. Elo harus sadar bahwa setiap orang, punya gen bawaan yang berfungsi mencegah perkembangan tumor namanya BRCA, ada BRCA1 dan BRCA2.

Kenapa ada 1 ada 2? Penamaan gen berdasarkan urutan keduanya ditemukan, tapi fungsinya sama sebagai gen penekan tumor atau anti-onkogen. Gen ini yang dalam tubuh Angelina Jolie mengalami mutasi karena pewarisan dari ibunya.

Kemudian ada gen pendorong tumor atau proto-onkogen. Lho, kok pendorong tumor?

Gen ini penting banget buat kelangsungan hidup organisme, kenapa? Supaya bisa memperbanyak sel, kita butuh proto-onkogen agar sel-sel bisa menggandakan diri. Kalau proto-onkogen absen, anak kecil gak bisa bertumbuh menjadi dewasa.

Secara mendasar, gen penekan dan pendorong tumor bekerja seperti rem dan gas. Kita butuh dua-duanya.

Ibarat mobil supaya aman dipake berkendara, bisa gak kalau cuma ada pedal rem aja? Butuh ngegas juga kan biar mobilnya jalan? Nah, gen penekan tumor itu seperti rem, sementara gen pendorong tumor seperti gas.

Tapi namanya rem, bisa blong juga. Pedal rem bisa mengalami penurunan fungsi, akhirnya macet. Begitu penggandaan sel abnormal terdeteksi, sistem penekan tumor justru berlepas diri dari tugasnya.

Penyebabnya kayak yang udah dibahas tadi, ada mutasi atau perubahan susunan genetik karena berbagai faktor, dari keturunan hingga paparan sinar radiasi.

Kerusakan DNA yang sebenernya bisa direparasi, justru mengalami kerusakan permanen. Kerusakan ini salah satunya berdampak pada kemunculan sel kanker.

Sebetulnya, tingkat kemungkinan mutasi genetik di dalam tubuh manusia itu tidak terlalu tinggi.

Genom kita terdiri dari 3 miliar pasang DNA. Kalau di total, ada 6 miliar huruf DNA. Setiap ada mutasi, ada enzim buat memperbaiki kerusakan DNA lewat mekanisme DNA repair.

Jadi, tiap DNA yang direplikasi, enzim tersebut bakal menjalankan kendali mutu, “Ini hasil salinan genetiknya udah normal belum?” Kalau ada salah copy, enzim bakal mengoreksi kesalahan tersebut.

Jadi, kalaupun misalnya ada mutasi karena radikal bebas, masih ada proses perbaikan DNA.

Kalau ada yang kelewat, jumlah DNA yang dicek kan ada banyak banget, masih bisa berharap ke sistem kekebalan tubuh. Imun jadi garda terakhir. Kalau benteng terakhir ini jebol, tubuh harus bersiap melawan sel-selnya sendiri.

Dari penjelasan ini, kalau misalnya gue punya pertanyaan apakah dampak yang ditimbulkan oleh setiap mutasi tersebut sama?

Jawabannya adalah tidak.

Karena hanya sebagian kecil varian mutasi yang menyebabkan kelainan genetik—sebagian besar tidak berdampak pada kesehatan atau perkembangan.

Misalnya, beberapa varian mengubah urutan DNA gen tetapi tidak mengubah fungsi protein yang dibuat dari gen tersebut.

Seringkali, varian gen yang dapat menyebabkan kelainan genetik diperbaiki oleh enzim tertentu sebelum gen diekspresikan dan protein yang diubah diproduksi.

Setiap sel memiliki sejumlah jalur di mana enzim mengenali dan memperbaiki kesalahan dalam DNA. Karena DNA dapat diubah atau dirusak dengan banyak cara, perbaikan DNA merupakan proses penting di mana tubuh melindungi diri dari penyakit.

Apakah mutasi genetik selalu berbahaya?

Karena kebanyakan contoh dari mutasi genetik adalah proses terbentuknya kanker. Gak salah sih, kalo elo atau banyak orang beranggapan mutasi genetik adalah hal negatif dan selalu merugikan.

Padahal, penyebab mutasi genetik kalau berdasarkan teori evolusi Darwin terutama dalam konsep evolusi, ada dua pilar yang harus ada dan terpenuhi yaitu: variasi dan seleksi.

Kalau bicara kanker, variasi muncul dari banyaknya mutasi gen. Jadi untuk menjadi sel kanker, harus ada mutasi dulu. Ini modal utama.

Nah, pertanyaannya, apakah semua mutasi bisa menghasilkan kanker?

Jawabannya, tidak.

Kenapa? Misalnya, ada mutasi pada gen enzim ATP synthase penghasil molekul ATP (adenosine triphosphate). Kalau enzim yang memproduksi ATP termutasi, apa dampaknya?

Meskipun bermutasi, sel ini akan mati dan tidak berubah jadi kanker. Kematian sel ini udah terprogram buat sel-sel tertentu yang rusak supaya sel lain selamat, demi kelangsungan hidup organisme.

Jadi buat menjadi kanker, mutasi bukan satu-satunya syarat. Harus ada kombinasi mutasi yang cocok. Baru sel bisa lolos seleksi dan melanjutkan siklus selnya untuk terus bertahan hidup.

Seperti bahasan di artikel sebelumnya Sel Kanker, si Penipu Ulung yang Mengecoh Sistem Imun, ada syarat sebelum sel normal berubah menjadi kanker, seperti mampu membangun jaringan pembuluh darah baru dan mengelabui sistem imun.

Kemampuan-kemampuan ini hasil dari berbagai kombinasi mutasi dan jadi selective advantage bagi kanker. Berarti pilar kedua evolusi Darwin terpenuhi, lolos seleksi.

Sebagai tambahan, mutasi genetik adalah hal yang diperlukan dalam kehidupan. Jenis mutasi genetik yang diperlukan adalah jenis mutasi yang bergerak maju dengan tujuan adaptasi dan mempertahankan kelangsungan hidup individu atau organisme tertentu.

Contoh lain dari mutasi genetik yang menguntungkan adalah toleransi laktosa sebagai mutasi eksternal spesifik yang menguntungkan dalam masyarakat yang memelihara sapi dan kambing.

Atau mutasi genetik yang membawa peradaban manusia untuk memiliki keanekaragaman. Seperti yang dijelaskan oleh Profesor Eiberg dari Departemen Biologi Seluler dan Molekuler pada tahun 2008 yang menyatakan, bahwa awalnya, kita semua memiliki mata coklat tetapi mutasi genetik yang mempengaruhi gen OCA2 dalam kromosom kita, menciptakan ‘saklar’, yang secara harfiah ‘mematikan’ kemampuan untuk menghasilkan mata cokelat.

Gue harap melalui tulisan ini, semoga sobat Zenius bisa mematangkan materi Mutasi Genetik. Kalau ada topik lain yang mau elo request, silakan tulis aja di kolom komentar.

Buat elo yang mau cari tahu lebih banyak soal Biologi Molekuler, bisa sapa Pak Ahmad langsung lewat akun sosial medianya di Instagram dan Twitter. Ada konten-konten menarik juga dari Pak Ahmad yang rutin tayang di YouTube.

Oh iya, selain materi mengenai penyebab mutasi genetik, Zenius punya segudang materi Biologi lainnya yang pastinya lengkap dengan contoh soal dan pembahasan. Kalo elo mau akses secara gratis langsung klik banner di bawah ini ya!